202132. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén-oxid és etilén-oxid szintézisénél alkalmazható katalizátor előállítására
HU 202132B ~8,5 m3/óra) 250 “C hőmérsékleten 5 percig. Ha jelentős mennyiségű monoetanol-amin van jelen a kezelést 8,5 m3/óra levegőáram mellett 250 “C hőmérsékleten 2,5 percig, majd ezt követően 2,83 m3/óra levegőáram mellett 270 “C-on 7,5 percig végezzük. Az így kezelt katalizátor vizsgálatra kész. A fentiek szerint előállított katalizátor 13,5 t% Ag-t és az alábbi mennyiségű adalékanyagokat tartalmazza, amely mennyiségek a kezdeti szelektivitás szempontjából optimálisak. 17 Cs,ppm Re, ppm S,ppm A katalizátor 230 0 0 B katalizátor 420 372 0 C katalizátor 410 186 32 A katalizátorok tényleges ezüst-tartalmát ismert módon határozzuk meg. A rénium-tartalom meghatározásához a réniumot 20 mmólos vizes nátriumhidroxid oldattal kiextraháljuk, majd az előzőekben már ismertetett módon spektrofotometriás úton vizsgáljuk. A cézium-tartalmat jelzett cézium-hidroxid törzsoldat használata alapján radioaktivitás mérésével követjük, de meghatározhatjuk úgy is, hogy a céziumot ionmentesített vízzel a katalizátorból kimossuk. Ezt úgy végezzük, hogy 10 g katalizátort 20 ml vízben 5 percig főzünk, ezt kétszer megismételjük, a mosófolyadékokat egyesítjük és ismert módon atomabszorpciós spektroszkópiával a (Varian Tech trón Model 1200) az alkáli-tartalmat meghatározzuk. D) Katalizátor vizsgálata (standard rrúkroreaktor-teszt) 3-5 g őrölt katalizátort (1,47-0,84 mm) körülbelül 1,25 cm átmérőjű U-alakú acélcsőbe helyezünk, olvadt fém-fürdőbe merítjük és a két végét gázbevezetőhöz csatlakoztatjuk. A katalizátor tömegét és a bemenő gáz sebességét úgy állítjuk be, hogy 3300 ml gáz/ml katalizátor/óra értéket kapjunk. A bemenő gáz sebességét úgy állítjuk be, hogy 3300 ml gáz/ml katalizátor/óra értéket kapjunk. A bemenő gáz nyomása 14,5xl05Pa. A gázkeveréket a katalizátoron áteresztjük (egyszer), a keverék összetétele térfogat%-ban 30% etilén, 8,5% oxigén, 7% szén-dioxid, 54,5% nitrogén és 4,4-5,6 ppm vinil-klorid. A reaktor kezdeti hőmérséklete 180 “C. 1 óra elteltével a hőmérsékletet 190 °C-ra (1 óra), 200 °C-ra (1 óra), 210 'C-ra (1 óra), 220 “C-ra (1 óra), 227 “C- ra (2 óra) 235 “C-ra (2 óra) majd 242 “C-ra (2 óra) emeljük, majd olyan értékre állítjuk be, hogy a konstans 40%-os oxigén-konverziót érjünk el. A működési adagokat a katalizátor 16 ±4 órás üzemórája alatt vettük fel, és a továbbiakban „kezdeti működési adat”-ként jelöljük. A betáplált gáz-öszszetételek, a mért szelektivitási adatok és az aktivitás értékek közötti kis különbségek miatt az egyes mérések adatait igen kis mértékben térnek el egymástól. A különböző időpontokban vizsgált katalizátorok összehasonlíthatósága érdekében minden katalizátort egy A összetételnek megfelelő standard összehasonlító katalizátorral egyidejűleg vizsgáltunk. Minden működési adatot az A katalizátorhoz (S40- 80%, T40= 242 ‘C) viszonyított relatív értékben adtuk meg. 40%-os oxigén konverzió szintnél a következők a kezdeti működési adatok: A katalizátor szelektivitás: 80%, hőmérséklet: 242 “C; B katalizátor szelektivitás: 81,9%, hőmérséklet: 248 "C; C katalizátor szelektivitás: 82,9%, hőmérséklet: 253 “C. 2. Példa Az 1. példa szerint eljárva a B hordozó alkalmazásával katalizátorokat állítottunk elő, monoetanol-amin alkalmazása nélkül. Az egyik sorozat katalizátor 2 mmól réniumot tartalmazott 1 kg katalizátorra, a másik sorozat 1 mmól réniumot és 1 mmól ként, a harmadik sorozat, amelyet hasonló módon állítottunk elő, sem ként, sem réniumot nem tartalmazott. A katalizátorokat az 1. példában leírtak szerint vizsgáltuk, és a kapott eredményeket a 3. táblázatban foglaljuk össze. Az egyes katalizátorokban a cézium-tartalom különböző, és meghatározását radioaktív módszerrel végeztük, a gyártásnál felhasznált 50,7 t%-os törzsoldat koncentráció alapján. A vizsgálat eredményeit az 1. ábrán grafikusan is bemutatjuk. Az ábrából megállapítható a rénium előnyös hatása nemcsak az optimális cézium-koncentrációnál mutatott jelentős szelektivitás növekedés révén, hanem ennél magasabb cézium koncentrációknál is (300 ppm vagy a fölött). A 2. ábrán hasonlóan, a kezdeti szelektivitás értékeket ábrázoltuk a cézium-tartalom függvényében. Ezen az ábrán a rénium+kén adalék előnyös hatását mutatjuk be. A megnövekedett szelektivitási érték itt is nemcsak az optimális cézium-koncentrációnál jelentkezik, hanem a fölötti értékeknél is, a réniumot nem tartalmazó katalizátorokhoz viszonyítva. A kén adagolása ugyancsak növeli a szelektivitást a kopromotort nem tartalmazó katalizátorhoz viszonyítva. 3. Példa Az 1. példában leírtakhoz hasonlóan eljárva katalizátorokat állítottunk elő, az 1. táblázat szerinti különböző hordozók felhasználásával, monoetanolamin nélkül. A katalizátorokat szintén az 1. példában leírtak szerint vizsgáltuk, és a kapott eredményeket a 4. táblázatban foglaljuk össze. Hacsak másképpen nem jelöljük, a felsorolt katalizátorok cézium-tartalma olyan, amely a megadott hordozóval, ezüsttel és réniummal készült katalizátorral azonos reakciókörülmények között maximális szelektivitást eredményez. A cézium-tartalmat az előző példában leírtakhoz hasonló módon határoztuk meg. A 4-6 jelű katalizátor hordozója a 4-5 jelűétől annyiban tér el, hogy másik tételből származik, ennek fajlagos felülete 0,44 mz/g, vízzel telíthető pórustérfogata 0,42 ml/g, vízzel kioldható nátrium-tartalma körülbelül 50%-kal és a savval kioldható nátriumtartalma körülbelül 100%-kal magasabb (a továbbiakban ezt C’-vel jelöljük). 4. Példa Katalizátorokat állítottunk elő az 1. példában leírtak szerint, különböző mennyiségű rénium és kén 18 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
